Dpto. Física de la Materia Condensada, Cristalografía y Mineralogía
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Física II

Se disponen dos cubos metálicos de 3 cm de lado, uno de cobre (Cu) y otro de aluminio (Al), como se indica en la figura. Calcular: a) la resistencia térmica de cada uno de los cubos; b) la resistencia total del sistema; c) el flujo de energía y d) La temperatura T en la interficie.
(Las conductividades térmicas del cobre y del aluminio son 401 W/m·K y 237 W/m·K respectivamente)

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Hallar la energía cinética de traslación de 1 l de gas oxígeno a una temperatura de 0 oC y un presión de 1 atm.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

70 g de hidrógeno atómico se comprimen adiabáticamente desde un estado inicial A (PA=1 atm; VA=80 dm3) a un estado final B (VB=40 dm3). Calcular: a) temperatura final; b) trabajo realizado para comprimir el gas; c) variación de energía interna; d) calor añadido o cedido. Tómese 1 atm=101324.72 N/m2.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Un metro cúbico de hidrógeno (H2), que se considera gas perfecto, a 4 atm y 5 oC se calienta por vía reversible a presión constante hasta 255 oC. Calcular el calor que hay que comunicarle, el incremento de su energía interna y el trabajo realizado por el gas. Si partiendo de las condiciones iniciales el hidrógeno se expande reversible e isotérmicamente hasta el mismo volumen que antes, ¿el trabajo realizado por el gas es mayor o menor que el anterior? cp=7 cal/molK; cv=5 cal/molK; R=2 cal/molK; T0=0 oC=273 K.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

En la difracción de rayos X por los cristales, ¿cuál es la condición de Bragg?

Cuestion de Difracción.

¿Puede proyectarse una imagen virtual sobre una pantalla? ¿Y observarse directamente con el ojo? Justifíquense las respuestas.

Cuestion de Óptica geométrica.

Un sistema óptico centrado está formado por dos lentes delgadas L1 y L2 y un espejo esférico E, situados en ese orden. La distancia entre las lentes es de 30 cm y la distancia entre la lente L2 y el vértice del espejo es de 20 cm. La lente L1 es plano-cóncava de potencia 5 dioptrías y la lente L2 es plano-convexa de radio 10 cm e índice de refracción 1.5. Se sabe que la imagen dada por el sistema de un objeto situado 20 cm a la izquierda de L1 es real y está situada a 12 cm del espejo. Determinar:
a) El radio de curvatura del espejo ¿Es un espejo cóncavo o convexo?
b) ¿Cuál es el carácter de la imagen?
Después se desplaza la lente L2 y se yuxtapone con la L1 pudiendo hacerse la unión bien por las caras planas o bien por las curvas.
c) ¿Cuál es la potencia de la lente resultante? Si el objeto y el espejo permanecen donde estaban inicialmente.
d) ¿Cuál es el carácter de la nueva imagen?
e) ¿Cambiaría el carácter de la imagen si fuera L1 la que desplazáramos hasta L2? Justificar las respuestas.

Problema de Óptica geométrica. Aparece en la convocatoria de JUL2009.

Una esfera de vidrio de radio 20 cm tiene un índice de refracción de 1.5. Para un observador fuera de la esfera, ¿dónde verá una burbuja que está en el centro de la esfera?

Cuestion de Óptica geométrica.

Un buceador sumergido observa un pájaro en una ramita sobre el agua. El pájaro, según el buceador, ¿parece estar más lejos o más cerca de la superficie de lo que realmente está? Razone la respuesta.

Cuestion de Reflexión y Refracción de Ondas.

Una masa de 500 g de oxígeno (masa molecular M=32 g/mol), al que se considera gas perfecto, se encuentra en el interior de un cilindro cerrado por un émbolo móvil sin rozamientos, siendo inicialmente su presión de 1 atm y su temperatura de 50 ºC. Se comprime posteriormente el gas isobáricamente hasta que su volumen se reduce a la mitad, sufriendo a continuación una compresión adiabática durante la cual se realiza un trabajo sobre el gas de 10283 J, evolucionando seguidamente a volumen constante, y volviendo al estado inicial mediante una expansión isoterma. Se pide: a) presión, volumen y temperatura en cada uno de los puntos del ciclo; b) dibujar el ciclo; c) variación de energía interna, trabajo, calor y entropía en cada una de las transformaciones y en el ciclo completo; d) rendimiento termodinámico del ciclo; e) rendimiento de un ciclo de Carnot que operase entre las mismas temperaturas extremas.
Datos: constante de los gases perfectos R=0.082 atml/molK=8.32 J/molK=2 cal/molK; 1 cal=4.18 J; 1 atm=101324.72 N/m2.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de JUN2004.

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